DE102022116369A1

DE102022116369A1 - Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils

Info

Publication number: DE102022116369A1
Application number: DE102022116369.5A
Authority: DE
Inventors: Roman Körner
Original assignee: Trumpf Photonic Components GmbH
Current assignee: Trumpf Photonic Components GmbH
Priority date: 2021-07-05
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2023-01-05

Abstract

Ein Halbleiterbauteil zum Emittieren von Licht mit einem Grundkörper, der mindestens einen Mesakörper mit einem Emissionsbereich für das Licht aufweist, dem ein erster Spiegelabschnitt, ein zweiter Spiegelabschnitt und ein zwischen den beiden Spiegelabschnitten angeordneter aktiver Abschnitt zur Erzeugung des Lichts zugeordnet sind, und mit elektrischen Kontakten zum Einspeisen von elektrischer Energie in den aktiven Abschnitt, die auf einer Oberfläche des Grundkörpers mindestens einen fächerartigen Kontaktabschnitt aufweisen, der sich auf der Oberfläche erstreckende zinkenartige Kontaktfortsätze aufweisen, die den mindestens einen Mesakörper wenigstens teilweise umgeben. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils und ein Halbleiterbauteil, das insbesondere Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens sein kann.
Es wird vorgeschlagen ein Halbleiterbauteil zum Emittieren von Licht mit einem Grundkörper, der mindestens einen Mesakörper mit einem Emissionsbereich für das Licht aufweist, dem ein erster Spiegelabschnitt, ein zweiter Spiegelabschnitt und ein zwischen den beiden Spiegelabschnitten angeordneter aktiver Abschnitt zur Erzeugung des Lichts zugeordnet sind, und mit mindestens einem elektrischen Kontakt zum Einspeisen von elektrischer Energie in den aktiven Abschnitt, die auf einer Oberfläche des Grundkörpers mindestens einen vorzugsweise fächerartigen Kontaktabschnitt aufweisen, der sich auf der Oberfläche erstreckende zinkenartige Kontaktfortsätze aufweist, die den mindestens einen Mesakörper wenigstens teilweise umgeben.
Hierdurch kann die durch den vorzugsweise metallischen Kontaktabschnitt beschichtete Fläche erhöht werden. Dies dient der verbesserten Wärmeabfuhr. Ferner kann durch die fächerartige Struktur der Kontaktabschnitt sehr nahe an den Mesakörper angeordnet werden, da die Kontaktfortsätze auch enge und schwer zugängliche Flächenabschnitte in unmittelbarer Nähe der Mesakörper ausfüllen können.
Die zinkenartigen Kontaktfortsätze können streifenartig oder eine andere Struktur wie eine aus zwei Schenkeln bestehende Eck-Winkel-Struktur aufweisen. Dabei kann die Eck-Winkel-Struktur spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse geformt sein. Die Kontaktfortsätze bzw. die Symmetrieachse stehen von einer Haupterstreckungsachse der Kontaktfortsätze ab, die durch die Längserstreckung des Kontaktfortsatzes vorgegeben ist. Die Kontaktfortsätze können hierbei insbesondere senkrecht von der Haupterstreckungsachse abstehen. Die Haupterstreckungsachse kann gerade, gebogen und/oder geknickt sein.
Ein fächerartiger Kontaktabschnitt weist entlang seiner Haupterstreckungsachse die zinkenartigen Kontaktfortsätze auf, wobei seine Haupterstreckungsachse gerade, gebogen und/oder geknickt sein kann. Dabei kann eine gerade Haupterstreckungsachse mit senkrechten zinkenartigen Kontaktfortsätze als kammartig verstanden werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführung und Weiterbildung der Erfindung möglich.
Vorteilhafterweise kann das Halbleiterbauteil mindestens zwei Mesakörper an dem Grundkörper aufweisen, wobei die Kontaktfortsätze eines Kontaktabschnitts die Mesakörper von einer gemeinsamen Basis ausgehend umgeben, sodass vorzugsweise freie Enden der Kontaktfortsätze im Wesentlichen in eine gemeinsame Richtung weisen. Hierbei bilden die Kontaktfortsätze die Basis des Kontaktabschnitts eine einstückige Struktur. Die Basis erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Haupterstreckungsachse. Die Kontaktfortsätze erstrecken sich zwischen benachbarten Mesakörpern.
Es ist bevorzugt, den Kontaktabschnitt hinsichtlich seiner Form zur räumlichen Anordnung der Mesakörper auf dem Grundkörper komplementär auszubilden. Dabei verläuft die Haupterstreckungsachse des Kontaktabschnitts im Wesentlichen in beabstandeter Weise entlang einer gedachten Linie, entlang welcher die Mesakörper angeordnet sind. Die Haupterstreckungsachse kann parallel zur gedachten Linie verlaufen.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der Mesakörper entlang einer gedachten vorzugsweise geraden Linie aneinandergereiht sind und der Kontaktabschnitt kammartig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Kontaktfortsätze und/oder deren Symmetrieachsen in etwa zueinander parallel sind. Die Kontaktfortsätze erstrecken sich vorzugsweise einzeln zwischen zwei benachbarten Mesakörpern.
Eine besondere Weiterbildung kann umfassen, dass wenigstens ein Teil der Mesakörper entlang einer geschlossenen Linie, die vorzugsweise oval, kreisförmig, polygonal ist, aneinandergereiht sind und die Hauptrichtung des Kontaktabschnitts komplementär zur geschlossenen Linie ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Kontaktfortsätze und/oder deren Symmetrieachsen in etwa radial nach außen und/oder radial nach innen gerichtet sind. Beispielsweise können die Mesakörper in einer Kleeblattformation oder einer Kreisformation angeordnet werden. Die Kontaktabschnitte können an die unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten der Mesakörper angepasst werden, ohne dass die Vorteile der Kontaktabschnitte verloren gehen.
Um einen Stromkreis schließen zu können, ist es möglich den Kontaktabschnitt als einen Zuleitabschnitt zum Zuleiten und/oder als einen Ausleitabschnitt zum Ausleiten von elektrischem Strom in die aktive Schicht auszubilden. Der Einfachheit halber kann der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt vorzugsweise auf derselben Oberfläche angeordnet sein, wobei der Zuleitabschnitt und/oder der Ausleitabschnitt zinkenartige Kontaktfortsätze aufweisen und vorzugsweise fächerartig ausgebildet sind.
Der Zuleitabschnitt kann in zum Ausleitabschnitt komplementärer Weise den wenigstens einen Mesakörper umgeben, sodass der Mesakörper im Wesentlichen von dem Zuleitabschnitt und dem Ausleitabschnitt umgeben ist, wobei der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt galvanisch voneinander getrennt sind. Der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt können formgleich ausgebildet werden, wobei der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt spiegelverkehrt auf der Oberfläche angeordnet werden können.
Um die Mesakörper vorteilhaft zu entwärmen, kann der Kontaktabschnitt teilweise auf dem Mesakörper angeordnet sein.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Verfahren auszuführen, welches zur Herstellung eines Halbleiterbauteils zum Emittieren von Licht mit einem Grundkörper vorgesehen ist, der einen Mesakörper aufweist, der eine aktive Schicht zur Erzeugung des Lichts und einen Tunnelkontakt aufweist und mit mindestens einem insbesondere fächerartigen Kontaktabschnitt mit zinkenartigen Kontaktfortsätzen zum Einspeisen von elektrischer Energie in den aktiven Abschnitt aufweist, wobei mindestens ein Graben in den Grundkörper eingebracht wird, der in einer dotierten Schicht mündet und in die metallisches Material des elektrischen Kontaktabschnitts eingebracht wird. Der Graben kann in den Grundkörper geätzt werden. Dabei kann der Graben auch im Mesakörper ausgebildet werden.
Ferner kann der Graben vorzugsweise fächerartig sein, wobei der Graben im Wesentlichen eine zu den Kontaktabschnitten formähnliche Struktur aufweist. Formähnlich ist der Graben, wenn sein formbezogener Gesamteindruck sich nicht oder nur in unwesentlichen Merkmalen von dem Gesamteindruck des Kontaktabschnitts unterscheidet. Beispielsweise könnten der Gesamteindruck durch Fortsätze und eine Haupterstreckungsachse geprägt sein. Dabei ist die Form des jeweiligen Grabens durch die Kontur seines Querschnitts vorgegeben, der parallel zur Oberfläche ausgebildet ist.
Alternativ oder ergänzend kann ein Graben ausgebildet werden, der keine zu den Kontaktabschnitten formähnliche Struktur aufweist. Ein sich von dem Kontaktabschnitt erstreckendes Kontaktfundament ragt vorzugsweise in den Graben hinein. Der Kontaktabschnitt auf der Oberfläche kann dabei fächerartig sein und vorzugsweise auf der Oberfläche aufliegen. Der Kontaktabschnitt kann mit der Oberfläche legieren und somit einen Stoffschluss aufweisen. Alternativ kann der Kontaktabschnitt mit der Oberfläche eine Schottky-Diode ausbilden.
Ferner kann durch eine Kombination einer dielektrischen Maskenlage mit einer Photolackmaske auf der Oberfläche des Grundkörpers durch wenigstens zwei Ätzschritte der Graben erzeugt wird, wobei eine Ätzstoppschicht zwischen einem Spiegelabschnitt und einer aktiven Schicht bei einem der Ätzschritte durchgeätzt wird.
Alternativ oder ergänzend kann durch eine Kombination einer dielektrischen Maskenlage auf der Oberfläche und einer zwischen einem Spiegelabschnitt und einer aktiven Schicht angeordneten vergrabenen Maske des Grundkörpers durch einen Ätzschritt der Graben erzeugt werden. Die vergrabene Maske kann gleichzeitig eine Ätzstoppschicht sein. Hierzu kann die vergrabene Maske vor dem Anordnen des Spiegelabschnitts strukturiert werden.
Es kann ein Beschichten der Innenflächen des Grabens mit einer mehrschichtigen Lage vorgesehen werden, wobei die Lage eine durch Atomlagenabscheidung erzeugte dielektrische Tunnelbarrierenschicht aufweist, die einer Tunnelbarriere zwischen dem metallischen Material des Kontaktabschnitts und wenigstens einem Abschnitt der Innenfläche des Grabens ausbildet. Der Graben kann fächerartig sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als sogenannter Top-Emitter und/oder Bottom-Emitter ausgeführt werden.
Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Richtungsangaben in der folgenden Erläuterung sind gemäß der Leserichtung der Zeichnungen zu verstehen.
Es zeigen:

1 bis 7 Schritte einer ersten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein Halbleiterbauteil zum Emittieren von Licht,
8 und 9 Schritte einer zweiten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein Halbleiterbauteil zum Emittieren von Licht,
10 bis 12 Schritte, die bei der ersten und zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens erfolgen, und
13 bis 15 unterschiedliche Ausführungsformen elektrischer

In 1 ist ein Grundkörper 11 eines Halbleiterbauteils 10 zum Emittieren von Licht gezeigt, der mindestens einen Mesakörper 12 mit einem Emissionsbereich 13 für das Licht aufweist. Auf dem Emissionsbereich 13 kann ein optisches Element 14 in Form einer diffraktiven Struktur wie einem Gitter oder einer refraktiven Linse oder einem photonischen Metamaterial angeordnet sein.
Der Grundkörper 11 weist einen ersten Spiegelabschnitt 15, einen zweiten Spiegelabschnitt 16 und einen zwischen den beiden Spiegelabschnitten angeordneter aktiver Abschnitt 17 zur Erzeugung des Lichts auf.
Der Grundkörper 11 umfasst zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 15 und einer ersten vorzugsweise n-dotierten Schicht 19 eine Ätzstoppschicht 20, die eine höhere Konzentration von Aluminium, Indium, Phosphat und/oder Arsen enthalten kann.
Zwischen dem zweiten Spiegelabschnitt 16 und einer weiteren zweiten vorzugsweise n-dotierten Schicht 21 und dem aktiven Abschnitt 19 ist eine zweite Ätzstoppschicht 23 angeordnet, die eine ähnliche Materialzusammensetzung wie die erste Ätzstoppschicht 20.
Ferner kann zwischen der ersten n-dotierten Schicht 19 und dem aktiven Abschnitt 17 ein Tunnelkontakt 22 angeordnet sein, der vorzugsweise eine geringere laterale Ausdehnung als der aktive Abschnitt 19 aufweist. Der die erste n-dotierte Schicht 19 Abschnitt wird durch einen Überwachsungsschritt auf den ein unebenes Relief bildenden Tunnelkontakt angebracht. Der Überwachsungsschritt gewährleistet eine Spaltfreiheit zwischen der ersten n-dotierten Schicht 19 und dem aktiven Abschnitt 17.
Vorstehend genannte Schichten sind stapelartig aufeinandergeschichtet, wobei die Stapelrichtung 1 in bezüglich der Leserichtung der Figuren vertikal vorzugsweise nach unten ausgerichtet ist.
Verfahrensgemäß werden an dem Grundkörper 11 elektrische Kontakte 24 zum Einspeisen von elektrischer Energie in den aktiven Abschnitt 17 ausgebildet, die auf einer Oberfläche 18 des Grundkörpers 11 angeordnet werden. Die elektrischen Kontakte 24 werden in Gräben 30, 31 eingebracht, die in dem Grundkörper 11 ausgebildet werden. Wenigstens einer der Gräben 30, 31 kann wenigstens teilweise im Mesakörper ausgebildet werden.
Um die Gräben 30, 31 und die elektrischen Kontakte 24 zu erzeugen, werden folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen.
Hierzu können zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens angewendet werden, um ein ähnliches oder gleichstrukturiertes Produkt zu erlangen.
Ein erstes Herstellungsverfahren beinhaltet gemäß 2 ein Aufbringen einer Maskenlage 26 auf der Oberfläche 18 des Grundkörpers 11, der eine sogenannte Hartmaske als dielektrische Beschichtung beinhaltet. Diese Maskenlage 26 weist Öffnungen 28 auf, in die durch einen Ätzschritt die Gräben 30, 31 positioniert werden können. Die Öffnungen 28 legen die Oberfläche 18 der ersten Spiegel 15 frei.
Gemäß 3 kann der dielektrischen Maskenlage 26 eine Photolackmaske 27 auf der Oberfläche 18 des Grundkörpers 11 hinzugefügt werden. Die Photolackmaske 27 wird auf die dielektrische Maskenlage 26 aufgebracht. Hierbei kann die wenigstens eine Öffnung 28 mit Photolack überdeckt werden und weitere Öffnungen 281 durch die Struktur der Photolackmaske 27 realisiert werden, durch die mittels eines Ätzschrittes die darunter liegende Maskenlage bis zum ersten Spiegelabschnitt 15 entfernt wird.
Gemäß 4 wird ein Ätzschritt durchgeführt, der einen Grabenansatz 29 bis zur ersten Ätzstoppschicht 20 an den Orten der Öffnungen 280 in der Photolackmaske 27 erzeugt.
Gemäß 5 wird durch einen weiteren Ätzschritt die erste Ätzstoppschicht 20 bis auf die aktive Schicht 17 durchgeätzt. Hierdurch werden die Grabenansätze 29 um die Höhe der ersten Ätzstoppschicht 20 verlängert.
Ferner wird in einem weiteren Ätzschritt die Photolackmaske 27 entfernt, wobei gemäß 6 anschließen die Grabenansätze 29, welche durch die initial gemäß der Photolackmaske 27 vorgegebenen Öffnungen 290 hindurch erzeugt sind, durch die aktive Schicht 17 und die erste und die zweite n-dotierte Schicht 19, 21 hindurch bis zur zweiten Ätzstoppschicht 23 verlängert. Hiernach weist der Grabenansatz 29 seine finale Grabentiefe auf, sodass die ersten Gräben 30 vorliegen.
Gleichzeitig wird wenigstens ein zweiter Graben 31 erzeugt, der rein exemplarisch näher an dem Emissionsbreich 13 positioniert ist als die ersten Gräben 30. Der zweite Graben 31 erstreckt sich bis zur ersten Ätzstoppschicht 20, die elektrisch leitfähig ist.
In 7 ist der Grundkörper 11 von oben gezeigt, der exemplarisch einen , insbesondre mit Ecken versehenen, ringförmigenzweiten Graben 31 zeigt, wobei die ersten Gräben 30 exemplarisch durch zwei separate Gräben dargestellt sind. Die Gräben 30, 31 werden mit Kontaktabschnitten 38 gefüllt, die eine andere von dem Querschnitt des Grabens abweichende Form aufweisen. Dabei entspricht die Form des Grabens 30, 31 dem parallel zur Oberfläche 18 des Grundkörpers 11 ausgebildeten Querschnitt.
Die genannten Ätzschritte können einzeln oder alternativ wenigstens teilweise gemeinsam durchgeführt werden.
Bei einer zweiten gemäß 8 und 9 erfolgenden Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterbauteils 10 kann auf die Photolackmaske 27 verzichtet werden. Hierbei wird gemäß 9 die dielektrische Maskenlage 26 auf der Oberfläche 18 mit einer zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 15 und der aktiven Schicht 17 angeordneten vergrabenen Maske 201 kombiniert, wobei die vergrabene Maske 201 Öffnungen 32 aufweist, durch die die ersten Gräben 30 geätzt werden können.
Gemäß 9 können die beiden Gräben 30, 31 gleichzeitig in einem Ätzschritt hergestellt werden. Hierzu kann die vergrabene Maske 201 vor dem Anordnen des Spiegelabschnitts 15 hergestellt und strukturiert werden.
Gemäß 10 können die Innenflächen der Gräben 30, 31 durch ein chemisches Verfahren, ein Sputterverfahren und/oder eine Atomlagenbeschichtung passiviert werden. Anschließend können die tiefsten Stellen 25 der jeweiligen Gräben 30, 31 durch einen Ätzschritt von der Passivierung 33 befreit werden.
Gemäß 11 kann eine Beschichtung 34 auf die passivierten Innenflächen der Gräben 30, 31 aufgebracht werden, die mehrschichtig ist. Die Beschichtung 34 umfasst exemplarisch vier Lagen.
Eine erste auf der Passivierung 33 aufgebrachte Lage ist eine Tunnelbarrierenschicht, die eine flächige Tunnelbarriere ausbildet, die quantenmechanisches Durchtunneln ermöglicht. Die Tunnelbarrierenschicht kann Nickel, Silizium, Wolfram, Molybdän, Titan und/oder Sauerstoff beinhalten und als Dielektrikum aufgesputtert werden und/oder durch Atomlagenabscheidung und/oder chemische Abscheidung gewonnen werden.
Eine zweite auf der Tunnelbarrierenschicht aufgebrachte Lage kann ein Adhessionsmittel sein, welches eine Verbindung eines Metalls des elektrischen Kontakts mit dem Grundkörper 11 fördert. Es kann zu den vorhergehend genannten Materialien auch noch Kobalt enthalten und in gleicher oder ähnlicher Weise hergestellt werden.
Eine dritte Lage stellt eine Diffusionsbarriere dar, die vorzugsweise aufgesputtert wird und/oder durch Atomlagenabscheidung und/oder chemische Abscheidung gewonnen wird. Dir kann zusätzlich oder alternativ Tantal und/oder Stickstoff enthalten.
Eine vierte Lage kann als Startschicht vorgesehen werden, die für eine galvanische Reaktion zur Erzeugung von metallischen elektrischen Kontakten dient. Sie kann zusätzlich oder alternativ Kupfer, Gold und/oder Aluminium und/oder ein anderes Metall enthalten und die vorzugsweise aufgesputtert wird und/oder durch Atomlagenabscheidung und/oder chemische Abscheidung gewonnen wird.
In 12 ist der Grundkörper 1 mit einer weiteren, auf der Oberfläche 18 aufgebrachten Photolackschicht 35 dargestellt. Diese weist Öffnungen 36 zu den ersten und zweiten Gräben 30, 31 auf. In den Öffnungen 36 und den jeweils zugeordneten Gräben 30, 31 werden elektrische Kontakte 24 angeordnet. In dem jeweiligen Graben 30, 31 wird ein Kontaktfundament 37 und in der Öffnung 36 ein Kontaktabschnitt 38 angeordnet. Die Kontakte 24 können mittels eines galvanischen Verfahrens hergestellt werden.
In 13 sind unterschiedliche Draufsichten auf den Grundkörper 11 gezeigt, wobei unterschiedliche elektrische Kontakte 24 dargestellt sind. Dabei sind mehrere Mesakörper 12 entlang einer gedachten Linie 40 aneinandergereiht. Der jeweilige Kontaktabschnitt 38 kann hinsichtlich seiner Form zur räumlichen Anordnung der Mesakörper 12 auf dem Grundkörper 11 komplementär ausgebildet sein.
Dabei verläuft die Haupterstreckungsachse 39 des jeweiligen Kontaktabschnitts 38 im Wesentlichen in beabstandeter Weise entlang der gedachten Linie 40, entlang welcher die Mesakörper 12 angeordnet sind. Die Haupterstreckungsachse 39 kann parallel zur gedachten Linie 40 verlaufen.
Die Ausführungsformen der 13 weisen jeweils zwei elektrische Kontakte je Mesakörperanordnung auf. Damit ein elektrischer Stromkreis realisiert werden kann, ist einer der Kontaktabschnitte 24 als ein Zuleitabschnitt zum Zuleiten und der andere Kontaktabschnitt 24 als ein Ausleitabschnitt zum Ausleiten von elektrischem Strom in die aktive Schicht ausgebildet. Der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt sind vorzugsweise auf derselben Oberfläche 18 angeordnet, wobei der Zuleitabschnitt und/oder der Ausleitabschnitt fächerartig ausgebildet sind.
In 13A sind die Mesakörper 12 entlang einer gedachten, vorzugsweise geraden Linie 40 aneinandergereiht. Die Gräben 30, 31 sind exemplarischer Weise entsprechend der Anordnung der Mesakörper 12 komplementär ausgebildet. Die Gräben 30, 31 sind fächerartig, insbesondere kammartig, ausgebildet, wobei Fortsätze der Gräben zwischen die Mesakörper 12 ragen. In die Gräben werden Kontaktabschnitte mit zinkenartigen Kontaktabschnitten angeordnet. Der erste Graben 30 ist gleich ausgeformt wie der zweite Graben 31, wobei die beiden Gräben zueinander bezüglich der gedachten Linie 40 gespiegelt sind. Exemplarisch sind es sechs Mesakörper 12 und der jeweilige Kontaktabschnitt 24 ist wellenartig oder in etwa in Form einer Zykloide ausgebildet. Die optischen Elemente 14 sind hierbei elliptisch, können aber auch kreisrund sein. Ferner ist der Tunnelkontakt 22 streifenförmig ausgebildet, wobei sich sämtliche optischen Elemente und die zugeordneten Emissionsbereiche einen Tunnelkontakt teilen. Die Längsachsen der elliptischen optischen Elemente 14 sind senkrecht zur gedachten Linie 40 ausgerichtet.
In 13B sind zwei fächerartige Kontaktabschnitte 24 abgebildet, die sich auf der Oberfläche 18 erstrecken. Die Kontaktabschnitte 24 weisen zinkenartige Kontaktfortsätze 41 auf, die die Mesakörper 12 teilweise umgeben. Die Kontaktfortsätze 41 eines Kontaktabschnitts 24 gehen von einer gemeinsamen Basis 43 des Kontaktabschnitts 24 aus. Bei dieser exemplarischen Ausführungsform weist jedes optische Element einen eigenen Tunnelkontakt auf. Die Tunnelkontakte sind entlang der gedachten Linien 421 voneinander separiert sein.
Die freie Enden der Kontaktfortsätze 41 weisen im Wesentlichen in eine gemeinsame Richtung, wobei bei einer linearen Anordnung die gemeinsame Richtung im Sinne eines kartesischen Koordinatensystems verstanden werden kann und bei einer Anordnung entlang einer geschlossenen Linie wie zum Beispiel einem Kreis die gemeinsame Richtung auf ein gemeinsames Zentrum in Sinne eines polaren Koordinatensystems hin- und/oder weggerichtet verstanden werden kann.
Die Kontaktfortsätze 41 und die Basis 43 bilden eine elektrisch zusammenhängende einstückige Struktur.
Die Basis erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Haupterstreckungsachse 39.
Die Haupterstreckungsrichtung 39 der Kontaktabschnitte 38 ist parallel zu der gedachten Linie 40. Der jeweilige Kontaktabschnitt 38 ist kammartig ausgebildet, wobei die Kontaktfortsätze 41 und/oder deren Symmetrieachsen 42 in etwa zueinander parallel sind. Die Kontaktfortsätze 41 erstrecken sich einzeln zwischen zwei benachbarte Mesakörper 12.
Der Zuleitabschnitt kann in zum Ausleitabschnitt komplementärer Weise den wenigstens einen Mesakörper 12 wie vorstehend beschrieben umgeben, wobei der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt galvanisch voneinander getrennt sind. Der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt können formgleich ausgebildet werden, wobei der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt spiegelverkehrt auf der Oberfläche 18 angeordnet werden können.
In 13C ist eine weitere Ausführungsform der Kontaktabschnitte 34 dargestellt. Hier sind die Mesakörper 12 entlang einer kreisförmig geschlossenen gedachten Linie 40 angeordnet. Die Mesakörper sind in einer Kleeblattformation oder einer Kreisformation angeordnet. Die Haupterstreckungsrichtung 39 des äußeren Kontaktabschnitts 390 ist ebenfalls kreisförmig und weist ein mit der gedachten Linie 39 gemeinsames Zentrum auf.
Die zinkenartigen Kontaktfortsätze 41 und/oder deren Symmetrieachsen 42 sind in etwa radial nach außen und/oder radial nach innen gerichtet. Die Basis 43 ist im vorliegenden Fall exemplarisch außen angeordnet und die Kontaktfortsätze 41 auf das Zentrum der Kreiskonfiguration gerichtet.
Der innere Kontaktabschnitt 391 ist kreuzförmig ausgebildet und die freien Enden des innere Kontaktabschnittes 38 liegen den freien Enden der Kontaktfortsätze 41 des äußeren Kontaktabschnittes 390 gegenüber. Die Mitte des Kreuzes kann auf dem Zentrum liegen. Die Tunnelkontakte 22, die exemplarisch größer als die kreisrunden optischen Elemente 14 sind, sind in etwa hinsichtlich ihres Umfangs zu dreiviertel von dem äußeren Kontaktabschnitt 390 umgeben. Der äußere und der innere Kontaktabschnitt 390, 391 können als Zuleitabschnitt bzw. als Ausleitabschnitt realisiert werden. Es können vier Mesakörper sein.
In 13D sind exemplarisch acht Mesakörper 12 entlang einer kreisförmigen geschlossenen gedachten Linie 40 angeordnet, wobei die optischen Elemente vorzugsweise elliptisch sind. Die Tunnelkontakte 22 sind beispielhaft größer als die optischen Elemente 14. Der äußere Kontaktabschnitt 390 umgibt die einzelnen Mesakörper 12 zu einem Anteil, der geringer ist als die Hälfte des Umfangs der Tunnelkontakte 22. Die Längsachsen der elliptischen optischen Elemente 14 sind radial ausgerichtet. Die Kontaktfortsätze 41 erstrecken sich wie dreieckförmige Zinken zwischen die Mesakörper 12. Dabei können die Zinken wie in 13D aus zwei Schenkeln eine Eck-Winkel-artige Struktur bilden. Alternativ können die Bereiche zwischen den Schenkeln der Kontaktfortsätzen 41 auch ausgefüllt sein, sodass sich z.B. eine kreisrunde radial außen angeordnete Struktur ausbildet.
Der innere Kontaktabschnitt 391 ist in etwa kreuzförmig ausgebildet und die freien Enden des innere Kontaktabschnittes 38 liegen den freien Enden der Kontaktfortsätze 41 des äußeren Kontaktabschnittes 390 gegenüber. Der äußere und der innere Kontaktabschnitt 390, 391 können als Zuleitabschnitt bzw. als Ausleitabschnitt realisiert werden. Es können vier Mesakörper sein.
In 14 ist eine exemplarische Anordnung der Kontaktabschnitte 38 dargestellt, wobei die Mesakörper 12 in zwei Reihen angeordnet sind. Ein mittlerer Kontaktabschnitt 380 erstreckt sich zwischen die Mesakörper 12. Die äußeren Kontaktabschnitte 381 umgreifen die Mesakörper 12 aus gegensätzlichen Richtungen mit ihren zinkenartigen Kontaktabschnitten 41.
In 15 sind unterschiedlich geformte Gräben 30, 31, optische Elemente 14 und Tunnelkontakte 22 dargestellt. Die jeweiligen Gräben 30, 31 können mit einem Kontaktfundament 37 eines Kontaktabschnitts 38 gefüllt sein, das auf der Oberfläche 18 des Grundkörpers 11 zinkenartige Kontaktfortsätze 41 aufweist, die eine Form wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aufweisen. Dabei unterscheidet sich die Form des jeweiligen Grabens 30, 31 wesentlich von der zinkenbehafteten, vorzugsweise fächerartigen oder kammartigen Struktur, des Kontaktabschnitts 41. Dabei ist die Form der jeweiligen Grabens 30, 31 durch die Kontur seines Querschnitts vorgegeben, der parallel zur Oberfläche 18 ausgebildet ist.
15A zeigt einen ersten Graben 30 der elliptisch ist oder eine andere Form aufweisen kann und nicht fächerartig ist. Der zweite Graben 31 ist exemplarischer Weise kreisförmig und umringt den Emissionsbereich 13.
15B zeigt eine Anordnung mit elektrischen Kontakten 38 in den Gräben 30, 31, wobei die elektrischen Kontakte nicht fächerartig sind. Alternativ oder ergänzend können die Kontaktabschnitten 38 keine zu den Gräben 30, 31 formähnliche Struktur aufweisen. Ein sich von dem Kontaktabschnitt 38 erstreckendes Kontaktfundament ragt vorzugsweise in den Graben 30, 31 hinein. Der Kontaktabschnitt 38 auf der Oberfläche 18 ist dabei fächerartig.
15C weist zwei unterschiedlich geformte Tunnelkontakte 22 auf, wobei bei der linken Ausführungsform der Tunnelkontakt 22 größer als das optische Element 14 ist. Bei der rechten Ausführungsform ist der Tunnelkontakt 22 kleiner als das optische Element 14. Bei beiden Ausführungsformen sind die Gräben 30, 31 auf gegenüberliegenden Seiten des Emissionsbereichs 13 angeordnet.
15D zeigt eine Anordnung, bei der die Gräben 30, 31 keinen Einfluss auf die Mode des emittierten Lichts haben und 15E wird die Mode des emittierten Lichts beeinflusst durch die Gräben 30, 31.

Claims

Halbleiterbauteil (10) zum Emittieren von Licht mit einem Grundkörper (11), der mindestens einen Mesakörper (12) mit einem Emissionsbereich (13) für das Licht aufweist, dem ein erster Spiegelabschnitt (15), ein zweiter Spiegelabschnitt (16) und ein zwischen den beiden Spiegelabschnitten angeordneter aktiver Abschnitt (17) zur Erzeugung des Lichts zugeordnet sind, und mit mindestens einem elektrischen Kontakt (24) zum Einspeisen von elektrischer Energie in den aktiven Abschnitt, der auf einer Oberfläche (18) des Grundkörpers (11) mindestens einen Kontaktabschnitt (38) aufweist, der sich auf der Oberfläche erstreckende zinkenartige Kontaktfortsätze (41) aufweist, die den mindestens einen Mesakörper (12) wenigstens teilweise umgeben.
Halbleiterbauteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Mesakörper (12) an dem Grundkörper (11) ausgebildet sind, wobei die Kontaktfortsätze des Kontaktabschnitts die Mesakörper von einer gemeinsamen Basis (43) ausgehend umgeben, sodass vorzugsweise freie Enden der Kontaktfortsätze im Wesentlichen in eine gemeinsame Richtung weisen.
Halbleiterbauteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt hinsichtlich seiner Form zur räumlichen Anordnung der Mesakörper auf dem Grundkörper komplementär ausgebildet ist.
Halbleiterbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Mesakörper (12) entlang einer gedachten vorzugsweise geraden Linie (40) aneinandergereiht sind und der Kontaktabschnitt (38) kammartig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Fortsätze und/oder deren Symmetrieachsen (42) in etwa zueinander parallel sind.
Halbleiterbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Mesakörper (12) entlang einer geschlossenen Linie (40), die vorzugsweise oval, kreisförmig, polygonal ist, aneinandergereiht sind und die Haupterstreckungsrichtung des Kontaktabschnitts (38) komplementär zur geschlossenen Linie (40) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Kontaktfortsätze und/oder deren Symmetrieachsen in etwa radial nach außen und/oder radial nach innen gerichtet sind.
Halbleiterbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wobei der Kontaktabschnitt (38) als ein Zuleitabschnitt zum Zuleiten und/oder als ein Ausleitabschnitt zum Ausleiten von elektrischen Strom in die aktive Schicht ausgebildet sind, und vorzugsweise auf derselben Oberfläche angeordnet sind, wobei der Zuleitabschnitt und/oder der Ausleitabschnitt fächerartig ausgebildet sind.
Halbleiterbauteil (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuleitabschnitt in zum Ausleitabschnitt komplementärer Weise den wenigstens einen Mesakörper umgibt, sodass der Mesakörper im Wesentlichen von dem Zuleitabschnitt und dem Ausleitabschnitt umgeben ist, wobei der Zuleitabschnitt und der Ausleitabschnitt galvanisch voneinander getrennt sind.
Halbleiterbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (38) teilweise auf dem Mesakörper (12) angeordnet ist.
Halbleiterbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktfundament (37) des Kontaktabschnitt (38) in einen Gaben (30, 31) in dem Grundkörper (11) hineinragt, wobei der Graben (30, 31) eine formähnliche Struktur wie der Kontaktabschnitt (38) aufweist oder zu dem Kontaktabschnitt (38) unterschiedlich ist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils (10) zum Emittieren von Licht mit einem Grundkörper (11), der einen Mesakörper (12) aufweist, der eine aktive Schicht (16) zur Erzeugung des Lichts und einen Tunnelkontakt (22) aufweist und mit mindestens einem zinkenartige Kontaktfortsätze (41) aufweisenden vorzugsweise fächerartigen Kontaktabschnitt (38) zum Einspeisen von elektrischer Energie in den aktiven Abschnitt, wobei mindestens ein Graben (30, 31) in den Grundkörper (11) eingebracht wird, der in einer dotierten Schicht (19, 20, 21, 23) mündet und in die metallisches Material des elektrischen Kontaktabschnitts (38) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Ausbilden eines Grabens (30, 31), der keine zu den Kontaktabschnitten (38) formähnliche Struktur aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Erzeugen eines insbesondere fächerartigen Grabens (30, 31), der im Wesentlichen eine zu den Kontaktabschnitten formähnliche Struktur aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Kombination einer dielektrischen Maskenlage (26) mit einer Photolackmaske (27) auf der Oberfläche (18) des Grundkörpers (11) durch wenigstens zwei Ätzschritte der Graben erzeugt wird, wobei eine Ätzstoppschicht zwischen einem Spiegelabschnitt (15, 16) und einer aktiven Schicht bei einem der Ätzschritte durchgeätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Kombination einer dielektrischen Maskenlage (26) auf der Oberfläche (18) und einer zwischen einem Spiegelabschnitt (15) und einer aktiven Schicht (17) angeordneten vergrabenen Maske (201) des Grundkörpers (11) durch einen Ätzschritt der Graben erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Beschichten der Innenflächen des Grabens (30, 31) mit einer mehrschichtigen Lage (34), wobei die Lage (34) eine durch Atomlagenabscheidung erzeugte dielektrische Tunnelbarrierenschicht aufweist, die einen Tunnelbarriere zwischen dem metallischen Material des Kontaktabschnitts und wenigstens einem Abschnitt der Innenfläche des Grabens ausbildet.